Cuadripléjicos aprenden a controlar silla de ruedas – 20/11/2022 – Ciencia

un trío de pacientes tetrapléjicos aprendieron a controlar sus sillas de ruedas con el pensamiento, lo que les permitió rodar por un camino relativamente complejo, esquivando obstáculos, en los pasillos del hospital alemán donde los acompañaban.

La investigación que describe la hazaña acaba de ser publicada por expertos. americanos y europeos en la revista especializada iScience. Este es un hito importante en los estudios sobre la llamada interfaz cerebro-máquina, cuya gran promesa es devolver parte de la movilidad a las personas paralizadas a través de la robótica y la neurociencia. El trabajo, sin embargo, también muestra cuán complejo es este camino: no todos los participantes pudieron hacer que su cerebro «hablara» con la computadora con la misma eficiencia.

«Mostramos que el aprendizaje mutuo, que involucra tanto al usuario como al algoritmo de la interfaz maquina cerebralson importantes para operar con éxito estas sillas de ruedas”, resume en un comunicado oficial el coordinador del estudio, José Millán, de la Universidad de Texas en Austin (EE.UU.), la Universidad de Padua, en Italia, y otras instituciones europeas.

Desde principios del siglo XXI, los trabajos que intentan conectar el cerebro con sistemas robóticos han seguido diferentes caminos. Algunos han apostado por los implantes quirúrgicos, conectados directamente a las neuronas, porque así sería posible obtener señales más fiables de la actividad cerebral.

Sin embargo, este enfoque más invasivo implica tanto los riesgos de la operación como los impactos a largo plazo de los dispositivos electrónicos en el cerebro de los pacientes. Además, está la cuestión de determinar cuántas neuronas, entre los miles de millones que hay en el órgano, se necesitan para decodificar la información sobre los movimientos.

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En el caso de la investigación de la revista iScience, Millán y sus colegas adoptaron un enfoque no invasivo. Los pacientes tetrapléjicos utilizaron un casquillo de EEG externo (electroencefalografía), que es capaz de captar la actividad eléctrica del cerebro desde el exterior. Uno de los participantes quedó completamente paralizado del cuello para abajo, mientras que los otros dos pudieron mover un poco los brazos y los dedos.

A primera vista, la tarea de los voluntarios era sencilla: imaginar que estuvieran moviendo ambas manos al mismo tiempo —que la interfaz «leería» como la orden de girar a la izquierda— o ambos pies, el equivalente a girar a la derecha.

El sistema, que se ejecutaba en una computadora portátil detrás de la silla de ruedas, estaba equipado con la capacidad de optimizar su «lectura de la mente» con el tiempo, de modo que la tarea de controlar los giros de la silla de ruedas se hizo más fácil. Si ninguno de los dos comandos para girar se dio mentalmente, el vehículo «entendió» que debía ir en línea recta.

Aunque el sistema parece sencillo, fue necesario mucho entrenamiento —tres sesiones a la semana, durante un período de entre 2 meses y 5 meses— para que los pacientes adquirieran buenas habilidades de control. Dos de ellos —designados como P1 y P3 en el estudio— alcanzaron un grado de precisión en el uso de los comandos igual o superior al 95%, progresando cada vez más a lo largo de las sesiones. El otro, que los científicos llaman P2, sin embargo, alcanzó un máximo de 68% de precisión, sin ningún progreso claro después de eso.

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En los dos pacientes que progresaron más, el equipo se dio cuenta de que dos factores trabajaron juntos para que esto sucediera. Por un lado, el software de interfaz cerebro-máquina, de hecho, se ha vuelto cada vez más hábil en su capacidad para «comprender» lo que ondas cerebrales de pacientes significó. Por otro lado, sin embargo, todo indica que los propios voluntarios aprendieron, inconscientemente, a enviar órdenes más claras a través del pensamiento.

«Según los resultados del EEG, vemos que el paciente ha consolidado la capacidad de modular diferentes partes de su cerebro para generar diferentes patrones de ‘ir a la izquierda’ y ‘ir a la derecha’. Creemos que se ha producido una reorganización de su corteza cerebral. , como resultado del proceso de aprendizaje”, explica Millán.

En la tarea final, que consistió en recorrer pasillos y habitaciones del hospital, esquivando conos, mamparas y camas, nuevamente dos pacientes completaron con éxito el recorrido, mientras que el otro no llegó del todo. La intención del equipo es investigar más a fondo qué factores dificultan la capacidad de controlar la interfaz con el cerebro en estos casos.

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